人教版高中物理選修3-2第五章《交變電流》第一節(jié)：交變電流課件(共17張PPT)

1、交變電流交變電流1、直直流電流電流流(DC)2、交交變電變電流流(AC)一、交變電流的概念一、交變電流的概念 方向不隨時間變化的電流稱為直流電。電池方向不隨時間變化的電流稱為直流電。電池供給的電流供給的電流, ,大小和方向都不隨時間變化大小和方向都不隨時間變化, ,所以屬所以屬于直流于直流. . 思考思考1. 圖中的電流圖中的電流i 隨時間隨時間t 變化的圖變化的圖像中像中,表示交流電的是表示交流電的是( ).BCDeoEmT/4T/42T/42T/43T/43T/4T T/2/23 3/2/22 2tt t 二、交變電流的產(chǎn)生二、交變電流的產(chǎn)生交變電流產(chǎn)生條件：線圈在磁場中繞垂交變電流產(chǎn)生條

2、件：線圈在磁場中繞垂 直于磁場的軸轉(zhuǎn)動直于磁場的軸轉(zhuǎn)動BS最大最大 E=0=0I=0=0中性面中性面垂直磁場方向的平面叫做垂直磁場方向的平面叫做中性面。中性面。線圈經(jīng)過線圈經(jīng)過中性面中性面時，時，最大最大，但線圈，但線圈中的中的電動勢為零電動勢為零/ A(B)D(C)過程分析過程分析將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖t=0=0BS=0=0E E最大最大 I I最大最大感應(yīng)電流方向感應(yīng)電流方向B到到A線圈與磁場平行時，線圈與磁場平行時，最小最小，但線圈，但線圈中的中的電動勢最大電動勢最大 (VB)A(B)D(C)t最大最大D(C)A(B)BBS最大最大E=0 I=0中性面中性面BS=0E、

3、I最大最大感應(yīng)電流方向感應(yīng)電流方向C到到D/ VBD(C)A(B)B線圈平面與磁感線垂直的位置線圈平面與磁感線垂直的位置（1 1）線圈經(jīng)過）線圈經(jīng)過中性面中性面時，穿過線圈的時，穿過線圈的磁通量最磁通量最大大，但磁通量的變化率為零，線圈中的，但磁通量的變化率為零，線圈中的電動勢電動勢為零為零（3 3）線圈經(jīng)過中性面時，電流將改變方向，線）線圈經(jīng)過中性面時，電流將改變方向，線圈轉(zhuǎn)動圈轉(zhuǎn)動一周一周，兩次兩次經(jīng)過中性面，電流方向改變經(jīng)過中性面，電流方向改變兩次兩次（2）線圈經(jīng)過垂直中性面時，穿過線圈的線圈經(jīng)過垂直中性面時，穿過線圈的磁通磁通量為零量為零，但磁通量的變化率最大，線圈中的，但磁通量的變化

4、率最大，線圈中的電電動勢為最大。動勢為最大。中性面中性面 矩形線框繞垂直于勻強(qiáng)磁場且在線框平面的矩形線框繞垂直于勻強(qiáng)磁場且在線框平面的軸勻速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生了交變電流，下列說法正確的是軸勻速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生了交變電流，下列說法正確的是A當(dāng)線框位于中性面時，線框中感應(yīng)電動勢最大當(dāng)線框位于中性面時，線框中感應(yīng)電動勢最大B當(dāng)穿過線框的磁通量為零時，線框中的感應(yīng)電動當(dāng)穿過線框的磁通量為零時，線框中的感應(yīng)電動勢也為零勢也為零C每當(dāng)線框經(jīng)過中性面時，感應(yīng)電動勢或感應(yīng)電流每當(dāng)線框經(jīng)過中性面時，感應(yīng)電動勢或感應(yīng)電流方向就改變一次方向就改變一次D線框經(jīng)過中性面時，各邊不切割磁感線線框經(jīng)過中性面時，各邊不切割磁感線例例1C

5、D則有 tEemsin e e為電動勢在時刻為電動勢在時刻t t的瞬時值，的瞬時值，E Em m為電動勢的為電動勢的最大值（峰值）最大值（峰值）三、三、交變電流的變化規(guī)律交變電流的變化規(guī)律 以線圈經(jīng)過中性面開始計時，在時刻以線圈經(jīng)過中性面開始計時，在時刻t t線圈線圈中的感應(yīng)電動勢（中的感應(yīng)電動勢（abab和和cdcd邊切割磁感線邊切割磁感線,ab,ab和和cdcd為為L L1 1,bc,bc和和adad為為L L2 2）tLLNBesin21NBSLNBLEm21令tvNBLesin2122Lv v1.（1）電動勢按正弦規(guī)律變化tEemsin（2）電流按正弦規(guī)律變化 tIimsin（3）電路

6、上的電壓按正弦規(guī)律變化 tUumsin 電流通過R時： tIimsin.RIUiRumm，三、三、交變電流的變化規(guī)律交變電流的變化規(guī)律 成立條件：轉(zhuǎn)軸垂直勻強(qiáng)磁場，經(jīng)中性面時開始計時特別提醒：特別提醒：(1) 瞬時值瞬時值表達(dá)式與開始計時的位置有關(guān)表達(dá)式與開始計時的位置有關(guān) 若線圈從中性面開始計時，若線圈從中性面開始計時，eEmsint. 若線圈從位于與中性面垂直的位置開始計時，若線圈從位于與中性面垂直的位置開始計時，eEmcost.(2) 峰值峰值與開始計時的位置及線圈轉(zhuǎn)動的時間無關(guān)，與開始計時的位置及線圈轉(zhuǎn)動的時間無關(guān)，與線圈形狀無關(guān)，與轉(zhuǎn)軸的位置無關(guān)與線圈形狀無關(guān)，與轉(zhuǎn)軸的位置無關(guān) eo

7、EmT/4T/42T/42T/43T/43T/4T T/2/23 3/2/22 2tt tabcdKLABabcdK LABabcdkLABabcdkLABabcdkLAB四、交流電的圖像四、交流電的圖像 et0Em-Emit0Im-Im四、交流電的圖像四、交流電的圖像 一矩形線圈，繞垂直于勻一矩形線圈，繞垂直于勻強(qiáng)磁場并位于線圈平面內(nèi)的固強(qiáng)磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈中的感應(yīng)電動定軸轉(zhuǎn)動，線圈中的感應(yīng)電動勢勢e隨時間的變化如圖所示，隨時間的變化如圖所示，下列說法中正確的是下列說法中正確的是()At1時刻通過的磁通量為零時刻通過的磁通量為零Bt2時刻通過的磁通量的絕對值最大時刻通過的磁通量的絕對值最大Ct3時刻通過的磁通量變化率的絕對值最大時刻通過的磁通量變化率的絕對值最大D每當(dāng)每當(dāng)e變換方向時通過的磁通量的絕對值最大變換方向時通過的磁通量的絕對值最大【答案】【答案】D例例3【精講精析精講精析】因電動勢按余弦規(guī)律變化，因電動勢按余弦規(guī)律變化，故初始時刻線圈處于垂直中性面的位置，故初始時刻線圈處于垂直中性面的位置，至至t1時刻恰好到達(dá)中性面，磁通量最大，時刻恰好到達(dá)中性面，磁通量最大，A錯；錯；t2時刻又垂直中性面，磁通量為零，時刻又垂直中性面，磁通量為零，但其變化率最